APOE4通过破坏SNARE复合体组装触发突触小泡释放失调：神经退行性疾病的新机制

这篇研究揭示了APOE4等位基因通过特异性结合VAMP2干扰SNARE复合体（可溶性N-乙基马来酰亚胺敏感因子附着蛋白受体）的相分离组装，进而抑制突触小泡释放的分子机制。作者综合运用蛋白质组学、分子动力学模拟（MDS）和双分子荧光互补（BiFC）等技术，首次阐明APOE4相较于APOE3更易与SNARE核心组分相互作用，导致突触传递功能障碍，为APOE基因多态性增加阿尔茨海默病（AD）等神经退行性疾病风险提供了全新理论依据。

　　

APOE4与SNARE复合体的异常互作
作为中枢神经系统主要的脂质转运蛋白，载脂蛋白E（APOE）的ε4等位基因（APOE4）是迟发性阿尔茨海默病（AD）最强的遗传风险因素。研究团队通过^-/-Apoe基因敲除小鼠的原代神经元模型，结合重组人APOE3/APOE4蛋白处理，利用免疫共沉淀（Co-IP）联合质谱分析筛选出1137个APOE3互作蛋白和834个APOE4互作蛋白。值得注意的是，囊泡相关膜蛋白2（VAMP2）——SNARE复合体的核心组分，在APOE4组中特异性富集且结合强度显著高于APOE3。

分子互作的结构基础
分子动力学模拟显示，APOE4-VAMP2复合体的均方根偏差（RMSD=2.07 nm）和回转半径（Rg=2.38 nm）均小于APOE3-VAMP2复合体，表明其结构更稳定。关键差异源于112位氨基酸：APOE4的Arg112与VAMP2的Glu109形成氢键，并与Tyr88产生阳离子-π相互作用，而APOE3的Cys112无此作用。截断实验证实APOE（1-136）片段足以介导这种差异结合。

SNARE复合体组装的破坏
体外重组实验表明，10 μM APOE4可使SNARE复合体形成量降低40%，且呈剂量依赖性。在SH-SY5Y细胞和原代神经元中，腺病毒介导的APOE4过表达导致SDS抗性SNARE复合体（>40 kDa）减少，而单独SNARE蛋白水平不变。通过荧光漂白恢复（FRAP）和体外液滴实验，团队首次发现SNARE复合体通过相分离（LLPS）形成凝聚体，而APOE4会显著减小凝聚体尺寸（p<0.001），干扰其空间组织。

突触小泡释放的抑制
FM4-64染料卸载实验显示，APOE4使SH-SY5Y细胞在KCl刺激后10秒的荧光强度比值（F/F₀）维持在0.9，显著高于APOE3组的0.7（p<0.01）。电镜观察发现APOE4-TR小鼠海马CA1区突触前膜30 nm范围内的"停泊"小泡数量减少30%。在PC12细胞中，APOE4转染使神经肽Y标记的致密核心囊泡（DCV）膜锚定密度降低50%，证实其损害突触小泡对接过程。

神经退行性疾病的共性机制
该研究揭示了APOE4通过"抢占"VAMP2结合位点，阻碍其与syntaxin-1/SNAP25形成功能性SNARE复合体，进而破坏相分离介导的突触前膜蛋白簇集。这种机制不仅解释了APOE4在AD中的作用，也可能适用于帕金森病（PD）等伴随SNARE功能障碍的神经退行性疾病。研究为开发靶向APOE4-SNARE互作的小分子调节剂提供了新思路。